KR101432564B1

KR101432564B1 - 유압식 2-회로 시스템 및 인터커넥팅 밸브 장치

Info

Publication number: KR101432564B1
Application number: KR1020097009848A
Authority: KR
Inventors: 토마스 바이케르트
Original assignee: 로베르트 보쉬 게엠베하
Priority date: 2006-11-15
Filing date: 2007-09-13
Publication date: 2014-08-22
Also published as: US8347617B2; EP2092200A1; JP5156754B2; ATE532968T1; US20100037603A1; CN101542133B; WO2008058584A1; JP2010509552A; DE102006053897A1; EP2092200B1; KR20090108587A; CN101542133A; WO2008058584A8

Abstract

본 발명은, 이동 장치, 특히 무한궤도 장치의 컨슈머들의 제어를 위한 유압식 2-회로 시스템(2, 4), 및 이러한 2-회로 시스템(2, 4)에 적합한 인터 커텍팅 밸브 장치(38)에 관한 것으로, 상기 인터커텍팅 밸브를 통해 2 개의 회로들(2, 4)이 합산을 위해 서로 연결될 수 있다. 본 발명에 따라 인터커넥팅 밸브 장치는 2 개의 압력 연결부들(P1, P2), 2 개의 LS-입력 연결부들(LS1, LS2) 및 2 개의 LS-출력 연결부들(LS1', LS2')을 구비하는 인터커넥팅 밸브를 포함하고, 상기 인터커넥팅 밸브의 밸브 바디는 4 개의 제어 면들을 포함하고, 상기 제어 면들 중 하나의 방향으로 작용하는 2 개의 제어 면들에는 제 1 회로 내의 최대 부하 압력 및 상기 제 2 회로 내의 펌프 압력이, 그리고 다른 방향으로 작용하는 제어 면들에는 상기 제 2 회로 내의 최대 부하 압력 및 제 1 회로 내의 펌프 압력이 가해진다.

압력 연결부, 입력 연결부, 출력 연결부, 부하 압력, 펌프 압력, 체크 밸브

Description

유압식 2-회로 시스템 및 인터커넥팅 밸브 장치 {HYDRAULIC TWO-CIRCUIT SYSTEM AND INTERCONNECTING VALVE ARRANGEMENT}

본 발명은 청구항 제 1 항의 전제부에 따른 이동 장치, 특히 무한궤도(crawler) 장치의 컨슈머(consumers)를 제어하는 유압식 2-회로 시스템 및 상기 2-회로 시스템용 인터커넥팅 밸브 장치에 관한 것이다.

US 6,170,261 B1에는 이동 장치, 예컨대 체인- 또는 무한 궤도 장치의 유압식 2-회로 시스템이 공지되어 있다. 이러한 무한 궤도 장치의 경우 차체부는 유압 회로들 중 하나에 의해 서로 분리식으로 각각 제어될 수 있는 2 개의 체인들을 포함한다. 또한, 체인 장치의 2 개의 유압식 회로들에는 회전체, 및 장비의 부분, 예컨대 붐(boom), 삽(shovel)의 스템(stem) 및 삽이 연결된다. 2 개의 유압식 회로들의 각각에는 조절 펌프에 의해 압력 매체가 공급되고, 상기 펌프는 각각 할당 배치된 회로 내의 컨슈머의 최대 부하 압력에 따라 각각 제어된다.

2 개의 체인들 외에 장비의 적어도 하나의 컨슈머가 작동되어야 하는 경우, 압력 매체 공급 부족을 방지하기 위해 2 개의 유압식 회로들이 인터커넥팅될 수 있다. US 6,170,261 B1에 공지된 해결책에서 2 개의 유압식 회로들의 인터커넥팅은 인터커넥팅 밸브에 의해 이루어지며, 상기 인터커넥팅 밸브에 의해 2 개의 펌프들 과 연결된 압력 라인들이 인터커넥팅되고, 2 개의 회로들의 부하 압력 통보 라인들이 인터커넥팅된다. 인터커넥팅 밸브의 제어는 추가 컨슈머에 대한 압력 매체의 공급에 따라 이루어진다. 추가로, 사용자가 수동으로 2 개의 회로들을 연결할 수 있다.

이러한 해결책의 단점은, 예컨대 하나의 유압식 회로에 연결된 컨슈머를 많은 압력 매체 및 낮은 압력으로 제어하고 다른 회로에 연결된 컨슈머를 적은 압력 매체 및 높은 압력으로 제어하는 경우, 2 개의 회로들이 인터커넥팅 밸브를 통해 연결되므로, 두번째 회로의 더 높은 부하 압력이 첫번째 언급한 회로 내에도 인가되는 것이다. 이러한 더 높은 부하 압력에 의해 제 1 회로의 펌프가 런업되므로, 2 개의 회로들이 더 높은 압력 레벨로 상승된다. 따라서, 첫번째 유압 회로 내의 압력은 필요한 압력 레벨로 다시 강하되어야 하고, 이는 상당한 에너지 손실을 야기한다. 다른 단점은, US 6,170,261 B1에 따른 해결책의 경우 추가 컨슈머로부터의 부하 압력의 픽업 및 인터커넥팅 밸브의 제어를 위해 상당한 회로 기술적 수고가 필요하다는 것이다.

DE 102 545 738 A1에는 2 개의 압력계를 구비하는 인터커넥팅 밸브 장치를 포함하는, 개선된 2-회로 시스템이 공지되어 있다. 상기 압력계들 중 각각 하나가 회로들 중 하나의 회로에 할당 배치되고, 상기 압력계에 의해, 할당 배치된 하나의 회로 내의 부하 압력 및 펌프 압력에 따라 다른 회로와의 연결이 제어될 수 있다. 이 해결책에서의 단점은, 인터커텍팅 밸브 장치가 비교적 복잡한 구성을 가진다는 것이다.

본 발명의 목적은 유압식 2-회로 시스템 및 상기 2-회로 시스템에 적합한 간단하게 구성된 인터커넥팅 밸브 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적은 청구항 제 1 항의 특징을 가진 유압식 2-회로 시스템, 및 청구항 제 12 항의 특징을 가진 인터커넥팅 밸브 장치에 의해 달성된다.

2-회로 시스템의 압력 매체 유동량들의 합산에 필요한 인터커넥팅 밸브 장치는 실질적으로, 적어도 4 개의 제어 면들을 포함하는 인터커넥팅 밸브 장치로 형성되고, 하나의 방향으로 작용하는 2 개의 제어 면들에는 제 1 회로 내의 최대 부하 압력 및 제 2 회로 내의 펌프 압력이 가해지고, 다른 방향으로 작용하는 제어 면들에는 제 2 회로 내의 최대 부하 압력 및 제 1 회로 내의 펌프 압력이 가해진다. 발생하는 제어 압력 차이에 따라, 합산을 위해 2 개의 압력 연결부들, 및 제 1 회로에 할당 배치된 LS-입력 연결부가 제 2 회로에 할당 배치된 LS-출력 연결부와 연결되고, 이로써, 적은 압력 매체가 필요하면서 더 높은 부하 압력이 회로들 중 하나에 작용하는 경우, 많은 압력 매체가 필요하고 더 낮은 부하 압력을 가지는 다른 회로 내로 상기 더 높은 부하 압력이 통보되는 것이 방지된다. 두 개의 회로들 내에서 실질적인 요구 조건에 상응하는 부하 압력만이 할당 배치된 조절 펌프에 각각 통보되므로, 적은 압력 매체가 필요하고 높은 압력이 회로들 중 하나에 인가되는 경우에는, 상기 회로의 조절 펌프가 런업되지 않고, 이로써 종래 해결책에 비해 에너지 손실이 현저히 감소한다. 이러한 해결책에서는 많은 압력 매체가 필요하고 높은 압력이 회로들 중 하나에 인가되는 경우에는, 제 2 회로에 더 낮은 부하 압력이 인가되면 제 2 회로에 상기 높은 압력이 통보된다.

바람직한 실시예에서 인터커넥팅 밸브의 밸브 바디는 센터링 스프링 장치에 의해 차단 위치로 예비 응력을 받는다.

인터커넥팅 밸브가 개방되는 경우 더 높은 부하 압력이 접속된 회로로부터 다른 회로로 통보되는 것을 방지하기 위해 부하 압력 라인들 내에 체크 밸브들이 배치된다.

실시예에 따라, 하나의 회로의 LS(Load Sensing; 부하 감지)-라인은 다른 회로에 할당 배치된, 인터커넥팅 밸브의 LS-출력 연결부와 각각 연결된다.

바람직한 실시예에서, 펌프 압력 및 부하 압력이 가해지는 밸브 바디의 제어 면들은 동일한 크기로 구현된다.

인터커넥팅 밸브는, 하나의 회로의 펌프 압력 및 부하 압력이 스프링 공간을 제한하는 후면 단부면들에 작용하고, 다른 회로의 펌프 압력 및 부하 압력은 밸브 바디의 링형 단부면들에 각각 작용하도록 간단하게 형성된다.

인터커넥팅 밸브의 밸브 바디는 2 개의 압력 연결부들 간의 연결을 제어하기 위해 2 개의 제어 에지들이 형성되는 중간 제어 칼라를 포함한다. 또한, 밸브 바디는, 하나의 회로의 LS-입력 연결부와 다른 회로의 LS-출력 연결부 간의 연결을 제어하기 위해 각각 하나의 제어 에지가 형성되는 2 개의 외부 LS-제어 칼라들을 포함한다. 2 개의 제어 칼라들의 스프링 공간 측 후면들은 전술한 후면 단부면들을 형성한다.

바람직하게 중간 제어 칼라와 LS-제어 칼라 사이에, 전술한 링형 단부면이 배치되는 다른 칼라가 각각 형성된다.

이러한 구성은 밸브 바디의 대칭 형성을 가능하게 하므로, 밸브 바디의 제조 및 조립이 특히 간단하다.

전술한 체크 밸브들이 인터 커넥팅 밸브의 밸브 하우징 내에 통합되면 인터커넥팅 밸브의 구성이 더 간단해진다.

본 발명의 다른 바람직한 실시예는 다른 청구항들의 대상이다.

본 발명의 바람직한 실시예는 하기에서 도면을 참조로 더 자세히 설명된다.

도 1은 무한궤도 장치의 제어를 위한 제어 블록의 회로도이고,

도 2는 도 1의 2-회로 시스템 또는 다-회로 시스템의 인터커넥팅 밸브 장치의 회로도이고,

도 3은 도 1의 인터커넥팅 밸브 장치의 구체적 실시예이다.

도 1에는 유압식 굴삭기 제어부(1)의 회로도가 도시된다. 상기 굴삭기 제어부는 도시되지 않은 조절 펌프에 의해 압력 매체가 각각 공급되는 2 개의 유압식의 제 1 및 제2 회로(2, 4)를 포함하는 2-회로 시스템으로서 설계된다. 도 1에 도시된 제어부가 제공된 굴삭기는 2 개의 체인을 구비한 차체부를 가지고, 상기 체인들의 구동기들은 2 개의 제 1 및 제 2 회로(2, 4)에 의해 서로 독립적으로 압력 매체를 공급받을 수 있다. 구동기 외에, 2-회로 시스템에 의해 굴삭기의 다른 컨슈머들, 예컨대 회전체, 스템(stem), 삽 또는 붐(boom)도 제어된다.

도 1에 따른 굴삭기 제어부를 구현하는 제어 블록은 플레이트 방식으로 이루어지고, 도시되지 않은 2 개의 조절 펌프들이 제어 블록의 압력 연결부(P1 및 P2)에 연결된다. 제어 블록은 또한 탱크 연결부(T) 및 작동 연결부(A1, B1, 및 A2, B2)를 포함하고, 상기 작동 연결부들에는 우측 또는 좌측 체인의 구동기가 연결된다. 다른 연결부(A3, B3 및 A4, B4 등)에 굴삭기의 다른 컨슈머들, 예컨대 회전체의 구동기, 및 스템, 삽 또는 붐의 작동을 위한 유압 실린더가 연결된다. 도시된 실시예의 경우, 연결부(A2, B2)에는 붐이, 연결부(A4, B4)에는 삽이 연결된다.

또한, 도시된 제어 블록은 이하에서 LS1, LS2로 언급되는 2 개의 입력 연결부들을 포함하고, 상기 부하 입력 연결부들을 통해 각각의 제 1 및 제 2 회로(2, 4)에 작용하는 부하 압력이 픽업되어 조절 펌프의 송출 흐름 제어 밸브(도시되지 않음)로 안내되고, 상기 조절 펌프는 최대 부하 압력에 따라 제어된다.

전술한 컨슈머의 제어는 비례 제어 가능한 방향 밸브(6)에 의해 이루어지고, 상기 방향 밸브(6) 뒤에는 압력계(8)가 배치된다. 방향 밸브(6)는 가변 측정 오리피스를 형성하는 속도부 및 방향부를 포함하고, 측정 오리피스는 압력계(8) 앞에 배치되고 방향부는 유동 방향으로 볼 때 압력계(8) 뒤에 배치된다. 각각의 압력계(8)는 폐쇄 방향으로는 부하 압력을, 개방 방향으로는 유동 방향으로 볼 때 방향 밸브(6)의 측정 오리피스 후의 압력을 받는다. 압력계 피스톤은 인가되는 제어 압력에 따라, 압력 강하가 비례식 조절 가능한 방향 밸브(6)의 측정 오리피스에 의해 일정하게 유지되는 조절 위치로 조절되므로, 부하 압력과 무관한 유량 제어가 가능하다. 이러한 LS-제어부는 이미 공지되어 있으므로, 방향 밸브(6) 및 후속 배치된 압력계(8)의 구성에 대한 상세한 설명은 생략된다. 방향 밸브(6)의 제어는 파이로트 밸브(pilot valve)에 의해 각각 이루어지고, 상기 파이로트 밸브를 통해 제어 압력이 방향 밸브(6)의 슬라이드의 단부측 제어 면들에 인가된다. 상기 파이로트 밸브는 예컨대 조이스틱의 조작에 따라 작동된다.

방향 밸브(6)들의 연결부들은 압력 라인(14)을 통해 압력 연결부(P1 또는 P2)와 연결된다. 또한 각각의 방향 밸브는 2 개의 작동 연결부들을 포함하고, 상기 작동 연결부들은 각각 작동 라인(18 또는 20)을 통해 할당 배치된 컨슈머 연결부들(A, B)과 연결된다. 컨슈머로부터 압력 매체를 복귀 안내하기 위해 방향 밸브(6)의 출력 연결부가 탱크 라인(22)을 통해 제어 블록의 탱크 연결부(T)와 연결된다.

또한, 컨슈머로 안내되는 최대 압력을 제한하기 위해 압력 제한 밸브도 작동 라인들 내에 각각 제공되고, 작동 연결부(A2, B2, B1, B3, 및 도시되지 않은 A4)에서 압력을 제한하는 압력 제한 밸브들은 차후 흡입 기능을 실시하므로, 컨슈머의 선행 작동시(네거티브 부하), 압력 매체가 탱크로부터 차후에 흡입될 수 있으므로 공동 현상이 방지된다. 두 개의 제 1 및 제 2 회로(2, 4)의 부하 압력 연결부들에 각각 연결된 부하 압력 통보 라인(28, 30)이 LS-유동 조절 밸브(32 또는 34)를 통해 공통 탱크 라인(22)과 연결된다.

압력계(8)는, 완전히 제어된 최종 위치에서 입력부에 인가되는 압력(유동 방향으로 볼 때 측정 오리피스 후의 압력)을 부하 압력 라인(28 또는 30) 내로 통보 하므로, 상기 부하 압력 라인 내에, 각각의 회로(2, 4) 내의 최대 부하 압력이 항상 주어지도록 구현된다.

할당 배치된 압력계(8), 파이로트 밸브(10, 12) 및 압력 제한 밸브(24, 25)를 포함한 전술한 방향 밸브들은 디스크 또는 공통 제어 블록 내에 각각 수용될 수 있다. 2 개의 유압식의 제 1 및 제 2 회로(2, 4)의 연결을 위해, 중간 디스크(36) 내에 인터커넥팅 밸브 장치(38)가 제공되고, 상기 인터커넥팅 밸브 장치에 의해 특정 작동 상태에서 2 개의 유압식의 제 1 및 제 2 회로(2, 4)의 압력 라인들(14, 16)이 인터커넥팅될 수 있으므로, 제어된 컨슈머들은 2 개의 조절 펌프들에 의해 공통으로 압력 매체를 공급 받는다.

인터커넥팅 밸브 장치의 구성은 도 2 및 도 3을 참조로 하기에서 설명된다.

도 2의 인터커넥팅 밸브 장치의 회로도에 따라, 상기 인터커넥팅 밸브 장치는 압력계로서 설계된 인터커넥팅 밸브(40)를 포함하고, 상기 인터커텍팅 밸브의 압력계 슬라이드는 하기에서 밸브 바디(42)라고 하며 4 개의 제어 면(A1, A2, A3, A4)을 포함하고, 하나의 방향으로 작용하는 2 개의 제어 면(A1, A2)에는 제 2 회로의 펌프 압력 및 제 1 회로의 부하 압력이 가해지고 다른 방향으로 작용하는 제어 면(A3, A4)에는 제 1 회로의 펌프 압력 및 제 2 회로의 부하 압력이 가해진다. 이에 따라, 제어 면(A1)은 압력 제어 라인(44)을 통해 제 2 회로(4)의 압력 라인(16)과 연결되고, 동일 방향으로 작용하는 제어 면(A2)은 LS-제어 라인(46)을 통해 제 1 회로의 부하 압력 통보 라인(28)과 연결된다. 반대 방향으로 작용하는 제어 면(A3, A4)은 다른 압력 제어 라인(48)을 통해 압력 라인(14)과 연결되거나, 또는 다른 LS-제어 라인(50)을 통해 제 2 회로의 부하 압력 통보 라인(30)과 연결된다. 제어 면(A1, A2, A3, A4)은 각각 동일하다.

밸브 바디(42)는 센터링 스프링 장치(51)에 의해 중앙 차단 위치로 예비 응력을 받고, 이 위치에서 압력 라인(14, 16)과 연결된 2 개의 압력 연결부(P1 및 P2), 제 1 회로(2)에 할당 배치된 2 개의 연결부(LS1 및 LS1'), 및 제 2 회로(4)에 할당 배치된 2 개의 연결부(LS2, LS2')가 차단된다.

LS-입력 연결부(LS1)는 LS-채널(52)을 통해 그리고 연결부(LS1) 방향으로 개방된 체크 밸브(54)를 통해 제 1 회로(2)의 부하 압력 통보 라인(28)과 연결되고, 상기 부하 압력 통보 라인(28)에서는 LS-출력 연결부(LS1')도 LS-분기 채널(56)을 통해 연결된다. 이에 따라 제 2 회로(4)의 부하 압력 통보 라인(30)은 다른 LS-채널(58) 및 다른 체크 밸브(60)를 통해 LS-입력 연결부(LS2)와 연결되고 다른 LS-채널(62)을 통해 LS-출력 연결부(LS2')와 연결된다. 인가되는 제어 압력 차이에 따라 인터커넥팅 밸브(40)의 밸브 바디(42)가 상부(도 2 참조), 즉(b)로 표시된 조절 위치로, 또는 하부, 즉(a)로 표시된 조절 위치로 이동된다. 조절 위치들(a, b)에서, 더 높은 압력 레벨을 가진 하나의 회로로부터 다른 회로에 합해진 압력 매체 유동량은 시퀀스 밸브(40)를 통해 더 낮은 압력 레벨로 스로틀된다. 제 1 회로 내의 펌프 압력과 부하 압력 간의 압력 차이가 제 2 회로 내 펌프 압력과 부하 압력 간의 압력 차이와 동일하면, 조절 위치가 설정된다. 조절 위치들(a) 내에서, 제 2 회로(4)의 압력 매체가 제 1 회로(2)의 압력 매체 유동량에 합해지고, LS-연결부(LS1 및 LS2')도 서로 연결되지만, 2 개의 다른 LS-연결부(LS2, LS1')는 서로에 대해 차단된다. 제 1 회로(2) 내의 부하 압력이 더 낮은 경우, 제 2 회로(4)의 더 높은 부하 압력이 제 1 회로 내로 통보되는 것을 체크 밸브(54)가 저지하므로, 제 1 회로에 할당 배치된 조절 펌프가 이 경우 런업되지 않는다. 제 1 회로(2) 내에 더 높은 부하 압력이 인가되면, 이것이 개방된 체크 밸브(54) 및 연결된 2 개의 LS-연결부(LS1 및 LS2')를 통해 제 2 회로의 조절 펌프로 통보되고 이에 따라 조절 펌프가 런업된다.

이에 따라, 조절 위치들(b) 중 하나로의 이동시 압력 연결부(P1 및 P2)가 서로 연결되므로, 제 1 회로의 압력 매체가 제 2 회로의 압력 매체 유동량에 합해지고 LS-연결부(LS2 및 LS1')가 서로 연결되고, 체크 밸브(60)는, 제 1 회로(2) 내의 (부하 압력 통보 라인(28)내의) 더 낮은 부하 압력이 제 2 회로(4)의 부하 압력 통보 라인(30) 내로 통보되는 것을 방지한다.

도 3에는 도 2에 따른 인터커넥팅 밸브 장치(38)의 구체적 실시예가 도시된다.

전술했듯이, 인터커넥팅 밸브 장치는 제어 블록의 중간 디스크(36) 내로 통합되거나 또는 고유 밸브로서 제어 블록 상에 장착될 수 있다. 도 3은 밸브 디스크(36), 또는 인터커넥팅 밸브 장치(38)를 수용하는 밸브 하우징의 종단면도이다. 밸브 디스크(36) 내에 밸브 보어(64)가 형성되고, 상기 보어 내에 압력계 슬라이드 또는 밸브 바디(42)가 축방향으로 이동 가능하게 안내된다. 밸브 보어(64)는 중간 영역에서 2 개의 압력 챔버(66, 68)로 확대되고, 상기 챔버들은 하우징 스트립에 의해 서로 분리된다. 압력 챔버(66)는 압력 연결부(P1)와 연결되고 압력 챔버(68)는 압력 연결부(P2)와 연결된다. 밸브 보어의 단부 방향으로, 밸브 보어는 LS-링형 공간(70, 72 및 74, 76)으로 방사 방향으로 각각 확대되고, 외부 링형 공간(70, 76)은 부하 압력 통보 채널(30)과 연결되고, 이로써 상기 공간들 내에 제 2 회로(4)의 최대 부하 압력이 인가된다. 상기 2 개의 내부 링형 공간(72, 74)은 부하 압력 통보 라인(28)과 연결되고 이로써 제 1 회로(2)의 최대 부하 압력이 가해진다. 도 3의 단면도에는 부하 압력 통보 라인(28), 링형 공간(72)으로 연장하는 LS-채널(52), 상기 LS-채널 내에 놓인 체크 밸브(54) 및 링형 공간(74)으로 연장하는 LS-분기 채널(56)이 도시된다. 부하 압력 통보 라인(30)과 상기 2 개의 다른 링형 공간(70, 76)의 연결은 체크 밸브(60)가 통합된 상응하는 채널들에 의해 이루어진다(도 3에 도시되지 않음).

밸브 바디(42)는 미세 제어 노치로 구현된 2 개의 제어 에지(80, 82)가 형성된 중간 제어 칼라(78)를 포함한다. 밸브 바디(42)의 축방향 변위시, 제어 에지(80, 82) 중 하나에 의해 상기 2 개의 압력 챔버(66, 68) 간의 연결이 제어되고, 상기 압력 챔버들은 -전술했듯이- 압력 라인(14 또는 16)에 연결된다. 도 2에서 압력 챔버(66)는 연결부(P1)와, 압력 챔버(68)는 연결부(P2)와 연결된다. 편의상, 도 3에서 연결부의 도면 번호가 괄호 안에 표시된다.

밸브 바디(42)는 중간 제어 칼라(78)와 축방향 간격을 두고 양 측으로 2 개의 칼라(84, 86)를 포함하고, 상기 칼라들은 각각 방사 방향으로 축소된 피스톤 넥(neck)을 통해 외부에 놓인 제어 칼라(88 또는 90)와 연결된다. 각각의 제어 칼라(88, 90)는 축소 부시(92 또는 94) 내에 안내되고, 상기 부시는, 밸브 보어(64)의 단부측의, 계단형으로 확대되는 단부 부분 내로 삽입되어 밸브 바디(42)용 유효 안내 직경을 축소하고 면들 간의 차이를 형성한다. 제어 칼라(88, 90)를 향하는, 칼라(84, 86)의 단부면들에는, 제어 면(A2 또는 A3)을 형성하는 각각 하나의 링형 단부면들이 제공된다.

제어 면(A3)은, 축소 부시(92)의 인접한 단부면과 함께 압력 라인(14)의 압력 및 압력 연결부(P1)의 압력이 인가되는 공간(96)을 제한한다. 칼라(86)의 링형 제어면(A2)은 축소 부시(94)의 인접한 단부면과 함께 압력 라인(16) 내의 압력 및 압력 연결부(P2)에서의 압력이 인가되는 다른 공간(98)을 제한한다. 2 개의 외부 에 놓인 제어 칼라(88, 90)는 피스톤 넥(100, 102)에 의해 중간에서 약간 축소되므로, 각각 하나의 제어 에지(104, 106)가 형성된다. 도 3의 좌측에 놓인 제어 에지(104)에 의해 링형 공간(72 및 70) 간의 연결이 제어되고, 우측 제어 에지(106)에 의해 링형 공간들(74, 76) 간의 연결이 제어된다. 밸브 바디(42)의 도시된 기본 위치에서, 제어 에지(104, 106)에 의해 연결이 차단된다.

밸브 바디(42)의 2 개의 단부면들은 제어 면(A1 및 A1)(도 2 참조)을 형성하고, 상기 제어 면들에는 제 2 회로의 압력 라인(16) 내의 압력이 가해지거나 또는 제 2 회로의 최대 부하 압력이 가해진다.

도시된 실시예에서 제어면들(A1, A4) 또는 링형 제어면(A2, A3)은 각각 동일한 면으로 구현된다.

도 2에 언급되었듯이, 밸브 바디(42)는 센터링 스프링 장치(51)에 의해 도시된 중간 위치로 예비 응력을 받는다. 센터링 스프링 장치(51)는 조절 스프링 장치로서도 작용하고 구체적 실시예에서 2 개의 조절 스프링들(108, 110)로 구현되고, 상기 스프링들의 스프링 상수는, 펌프-△P 보다 작게 설정된다. 펌프-△P가 20 bar인 경우, 조절 스프링(108, 110)의 스프링력은 약 델타-P-차이 : 3 내지 6 bar(실험에서 검출)의 압력이다.

2 개의 조절 스프링(108, 110)은 밸브 보어(64) 내에 나사 결합된 스프링 부시(112, 114)에 각각 지지되고, 스프링 플레이트(116, 118)에 의해 밸브 바디(42)의 제어면들(A1, A4)에 각각 고정된다. 조절 스프링(108, 110)을 향하는, 방사 방향으로 확장되는, 축소 부시(92, 94)의 링형 단부면들은 스프링 플레이트(116, 118)용 정지부로서 사용된다. 이러한 2 개의 정지부들에 의해 밸브 바디(42)의 도시된 중간 위치도 결정된다.

기능의 이해를 돕기 위해, 하기에는 굴삭기 제어부의 동작이 설명된다.

작동 연결부(A2, B2)에 연결되는 컨슈머, 예컨대 스템은 많은 압력 매체를 필요로 하므로, 비교적 낮은 펌프 압력이 유압식 회로(2) 내에 인가된다. 이와 달리, 제 2 회로의 작동 연결부(A4, B4)에 연결되는 컨슈머, 예컨대 붐은 비교적 높은 펌프 압력에서 적은 양의 압력 매체만을 필요로 한다. 제 1 회로(2) 내의 압력 강하에 의해(압력 라인(14) 내의 저압), 밸브 바디(42)는 조절 스프링(108)의 힘에 대항해서 도 3에서 좌측으로 이동되므로, 압력 챔버(66, 68) 간의 압력 매체 유동 경로가 제어 에지(80)의 미세 제어 노치에 의해 제어되므로 제 2 회로(4)의 압력 매체가 제 1 회로(2)에 합해지고(인터커넥팅 밸브(40)의 P1으로부터 P2로의 압력 매체 유동), 이와 병행해서, 제어 에지 (104)에 의해 2 개의 LS-링형 공간들(70, 72) 간의 연결이 제어되므로, LS-입력 연결부(LS1)와 LS-출력 연결부(LS2') 간의 연결이 개방된다. 체크 밸브(54)에 의해, 제 2 회로(4) 내의 더 높은 부하 압력이 제 2 회로의 압력 매체를 수용하는 제 1 회로(2) 내로 통보되는 것이 방지된다. 압력계의 원리로 작동하는 인터커넥팅 밸브(40)는 조절 위치로 조정되므로, 제 2 회로(4)의 조절 펌프에 의해 공급되는 압력 매체가 제 1 회로(2)의 압력 레벨로 스로틀되고 양 회로들에서의 압력 차이(펌프 압력-부하 압력)가 거의 동일하다.

상기 경우의 에너지 절약을 계산하면 하기와 같다:

P 스템 = 60 bar Q 스템 = 300 ℓ/min

P 붐 = 140 bar Q 붐 = 100 ℓ/min

2-회로 : Q펌프1 = Q펌프2 =200 ℓ/min

1-회로 : QP(1-회로) = 400 ℓ/min

상기 실시예의 에너지 절감 : 28.6%

[단, 1/600은 l/min ×bar의 환산 계수(kW)]

제 2 회로(4)에 제 1 회로(2)가 합해지면 밸브 바디(42)가 도 3에서 우측으로 이동되므로, 제어 에지(82)에 의해 압력 챔버(66)로부터 압력 챔버(68)로의 연결 및 압력 연결부(P1)로부터 압력 연결부(P2)로의 압력 매체 유동 경로가 제어된다. 동시에 제어 에지(106)에 의해 2 개의 LS-링형 공간(74, 76) 간의 연결이 제어되고, 압력 매체를 수용하는 회로(4) 내의 더 높은 부하 압력이 제 1 회로(2)의 조절 펌프에 통보되어 상기 조절 펌프가 런업된다. 제 2 회로(4) 내의 부하 압력이 더 낮아야 하면, 체크 밸브(60)는 회로 내로 더 높은 부하 압력이 통보되는 것을 방지한다.

본 발명에 따른 해결책은 적은 장치 기술적 수고로 달성될 수 있는 매우 컴팩트한 구성을 특징으로 한다.

본 발명은, 이동 장치, 예컨대 무한궤도 장치의 컨슈머들의 제어를 위한 유압식 2-회로 시스템, 및 이러한 2-회로 시스템에 적합한 인터커텍팅 밸브 장치에 관한 것이고, 상기 인터커텍팅 밸브 장치를 통해 2 개의 회로들이 합산을 위해 서로 연결될 수 있다. 본 발명에 따라 인터커넥팅 밸브 장치는 2 개의 압력 연결부들, 2 개의 LS-입력 연결부들 및 2 개의 LS-출력 연결부들을 구비하는 인터커넥팅 밸브를 포함하고, 상기 인터커넥팅 밸브의 밸브 바디는 4 개의 제어 면들을 포함하고, 상기 제어 면들 중 하나의 방향으로 작용하는 2 개의 제어 면들에는 제 1 회로 내의 최대 부하 압력 및 제 2 회로 내의 펌프 압력이 가해지고, 다른 방향으로 작용하는 제어 면들에는 상기 제 2 회로 내의 최대 부하 압력 및 상기 제 1 회로 내의 펌프 압력이 가해진다.

Claims

이동 장치의 컨슈머들의 제어를 위한 유압식 2-회로 시스템으로서, 각각의 유압식의 제 1 회로(2) 및 제 2 회로(4)에 조절 펌프가 할당 배치되고, 상기 조절 펌프를 통해 할당 배치된 컨슈머에 압력 매체가 공급될 수 있고, 2 개의 제 1 및 제 2 회로들은 인터커넥팅 밸브 장치(38)를 통해, 상기 2 개의 제 1 회로(2) 및 제 2 회로(4) 중 하나의 회로의 조절 펌프가 압력 매체를 다른 제 2 회로(4) 및 제 1 회로(2)로 송출하도록 서로 연결될 수 있고, 상기 조절 펌프들은 상기 2 개의 제 1회로(2) 및 제 2 회로(4) 중 할당 배치된 회로 내의 부하 압력에 따라 각각 제어될 수 있는, 유압식 2-회로 시스템에 있어서,

상기 인터커넥팅 밸브 장치(38)는 2 개의 압력 연결부(P1, P2), 2 개의 LS-입력 연결부((LS1, LS2), 2 개의 LS-출력 연결부(LS1', LS2')를 가진 인터커넥팅 밸브(40) 및 밸브 바디(42)를 포함하고, 상기 밸브 바디에는 하나의 방향으로는 제 1 회로(2) 내의 최대 부하 압력 및 제 2 회로(4) 내의 펌프 압력이 가해지고, 다른 방향으로는 상기 제 2 회로(4) 내의 최대 부하 압력 및 제 1 회로(2) 내의 펌프 압력이 가해지므로, 상기 밸브 바디(42)에 작용하는 제어 압력 차이에 따라, 상기 2 개의 압력 연결부(P1, P2), 및 상기 2 개의 회로들 중 하나의 회로에 할당 배치된 상기 2 개의 LS-입력 연결부(LS1, LS2) 중 하나의 LS-입력 연결부가 다른 회로에 할당 배치된 상기 2 개의 LS-출력 연결부(LS1', LS2') 중 하나의 LS-출력 연결부와 연결될 수 있으며,

상기 펌프 압력 및 부하 압력이 가해지는 제어면(A1, A2, A3, A4)이 동일한 크기이며,

상기 2 개의 제 1 회로 및 제 2 회로들 중 하나의 제 1 회로(2)의 펌프 압력 및 부하 압력은 스프링 공간을 제한하는 후측의 제어면에 작용하고, 다른 제 2 회로(4)의 펌프 압력 및 부하 압력은 상기 밸브 바디(42)의 링형의 제어면에 각각 작용하는 것을 특징으로 하는 유압식 2-회로 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 밸브 바디(42)가 센터링 스프링 장치(51)에 의해 차단 위치로 예비 응력을 받는 것을 특징으로 하는 유압식 2-회로 시스템.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 LS-입력 연결부(LS1, LS2)로 연장하는 LS-라인(52, 62) 내에, 상기 연결부 방향으로 개방되는 체크 밸브(54, 60)가 각각 배치되는 것을 특징으로 하는 유압식 2-회로 시스템.
제 3 항에 있어서,

상기 2 개의 제 1 회로(2) 및 제 2 회로(4) 중 하나의 회로의 상기 LS-라인(52, 62)이 다른 제 1 회로(2) 및 제 2 회로(4)에 할당 배치된 LS-출력 연결부(LS1', LS2')와 각각 연결되는 것을 특징으로 하는 유압식 2-회로 시스템.
삭제
삭제
제 1 항에 있어서,

2 개의 상기 압력 연결부(P1, P2) 간의 연결을 제어하기 위해 2 개의 제어 에지(80, 82)가 형성되는 중간 제어 칼라(78), 및 상기 2 개의 제 1 회로(2) 및 제 2 회로(4) 중 하나의 회로의 LS-입력 연결부(LS1, LS2)와 다른 회로(2, 4)의 LS-출력 연결부(LS1',LS2')의 연결을 제어하기 위해 각각 하나의 제어 에지(104, 106)가 형성되는 2 개의 제어 칼라(88, 90)를 포함하고, 상기 제어 칼라들의 스프링 공간 측 후면들이 단부면들을 형성하는 것을 특징으로 하는 유압식 2-회로 시스템.
제 7 항에 있어서,

상기 중간 제어 칼라(78)와 상기 제어 칼라(88, 90) 사이에 칼라(84, 86)가 각각 형성되고, 상기 칼라(84, 86)에 상기 링형 단부면이 제공되는 것을 특징으로 하는 유압식 2-회로 시스템.
제 7 항에 있어서,

상기 밸브 바디(42)가 상기 중간 제어 칼라(78)에 대해 대칭으로 형성되는 것을 특징으로 하는 유압식 2-회로 시스템.
제 3 항에 있어서,

상기 체크 밸브들(54, 60)이 상기 인터커넥팅 밸브(40)의 밸브 하우징 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 유압식 2-회로 시스템.
제 2 항에 있어서,

상기 센터링 스프링 장치(51)는 조절 스프링(108, 110)을 포함하고, 상기 조절 스프링들의 압력은 펌프-△P보다 더 낮은 것을 특징으로 하는 유압식 2-회로 시스템.
2 개의 압력 연결부(P1, P2), 2 개의 LS-입력 연결부(LS1, LS2), 2 개의 LS-출력 연결부(LS1', LS2'), 및 밸브 바디(42)를 구비하는 인터커넥팅 밸브(40)를 포함하는 유압식 2-회로 시스템용 인터커넥팅 밸브 장치로서,

상기 밸브 바디에는 하나의 방향으로는 제 1 회로(2) 내의 최대 부하 압력 및 제 2 회로(4) 내의 펌프 압력이 가해지고, 다른 방향으로는 상기 제 2 회로(4) 내의 최대 부하 압력 및 상기 제 1 회로(2) 내의 펌프 압력이 가해지고, 이로써 상기 밸브 바디(42)에 작용하는 제어 압력의 차이에 따라, 상기 2 개의 압력 연결부(P1, P2), 및 상기 2 개의 제 1 및 제 2 회로들 중 하나의 회로에 할당 배치된 상기 2 개의 LS-입력 연결부(LS1, LS2) 중 하나의 LS-입력 연결부가 다른 회로에 할당 배치된 상기 2 개의 LS-출력 연결부(LS1', LS2') 중 하나의 LS-출력 연결부와 연결 가능하며,

상기 펌프 압력 및 부하 압력이 가해지는 제어면(A1, A2, A3, A4)이 동일한 크기이며,

상기 2 개의 제 1 회로 및 제 2 회로들 중 하나의 제 1 회로(2)의 펌프 압력 및 부하 압력은 스프링 공간을 제한하는 후측의 제어면에 작용하고, 다른 제 2 회로(4)의 펌프 압력 및 부하 압력은 상기 밸브 바디(42)의 링형의 제어면에 각각 작용하는 것을 특징으로 하는 유압식 2-회로 시스템용 인터커텍팅 밸브 장치.